EP4565469A1 - Verfahren und system zum überprüfen einer plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und system zum überprüfen einer plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden fahrzeugs

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EP4565469A1
EP4565469A1 EP23744444.3A EP23744444A EP4565469A1 EP 4565469 A1 EP4565469 A1 EP 4565469A1 EP 23744444 A EP23744444 A EP 23744444A EP 4565469 A1 EP4565469 A1 EP 4565469A1
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EP
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vehicle
trajectory
plan
plan trajectory
vehicles
Prior art date
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EP23744444.3A
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Tobias Kain
Jan David Schneider
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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Publication of EP4565469B1 publication Critical patent/EP4565469B1/de
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B60W60/001—Planning or execution of driving tasks
    • B60W60/0027—Planning or execution of driving tasks using trajectory prediction for other traffic participants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W30/0956—Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W2520/10—Longitudinal speed
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/167—Driving aids for lane monitoring, lane changing, e.g. blind spot detection

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for checking a plan trajectory of a partially automated or automated vehicle.
  • the invention further relates to a vehicle for such a system.
  • Partially automated or automated vehicles usually generate a planned trajectory that is to be executed in the immediate future.
  • the planned trajectories generated must ensure reliable vehicle guidance.
  • a method for cooperatively coordinating future driving maneuvers of a vehicle with external maneuvers of at least one external vehicle wherein an external data packet is received from the external vehicle, in which an external trajectory set from an external reference trajectory is contained, a trajectory from a set of trajectories for the vehicle is selected as a reference trajectory for the vehicle using the external reference trajectory, wherein a trajectory that is collision-free with the external reference trajectory is selected, the trajectories of the family of trajectories are evaluated using limit trajectories and at least one cooperation trajectory is selected from the trajectories of the family of trajectories using the reference effort value, wherein a data packet with the reference trajectory and the cooperation trajectory is sent to the third-party vehicle.
  • the invention is based on the object of creating a method and a system for checking a plan trajectory of a partially automated or automated vehicle.
  • a method for checking a plan trajectory of a partially automated or automated vehicle i) wherein a plan trajectory of the vehicle is transmitted to at least one other vehicle in the area surrounding the vehicle, the transmitted plan trajectory being transmitted in at least one other vehicle based on a plan trajectory of the at least one other vehicle is checked, and wherein a check result is transmitted to the vehicle, and / or ii) wherein a plan trajectory and a current position of at least one other vehicle in the area surrounding the vehicle are queried by the vehicle, the plan trajectory of the vehicle in the vehicle is checked based on the transmitted plan trajectory of the other vehicle.
  • a system for checking a plan trajectory of a partially automated or automated vehicle, comprising: several vehicles, the vehicles each being set up to i) transmit a plan trajectory to at least one other vehicle in the area surrounding the vehicle and a check result for the to receive transmitted plan trajectory from the at least one other vehicle; furthermore to receive plan trajectories from other vehicles, to check a plan trajectory received from another vehicle based on the vehicle's own plan trajectory, and to transmit a check result to the other vehicle, and / or ii) a plan trajectory and a current position of at least one other vehicle in the area surrounding the vehicle and to check the plan trajectory of the vehicle in the vehicle based on the queried plan trajectory of at least one other vehicle.
  • the method and the system make it possible to check a planned trajectory of a partially automated or automated vehicle based on the planned trajectories of other vehicles.
  • the plan trajectory to be checked is either transmitted to another vehicle and checked there against a plan trajectory of the other vehicle or that a plan trajectory of another vehicle, based on which the plan trajectory of the vehicle can be checked, is checked by the other vehicle is queried and a check is carried out in the vehicle.
  • Two measures can therefore be carried out alternatively or in addition to one another:
  • a plan trajectory of the vehicle can be linked to at least one other vehicle in the area surrounding the vehicle are transmitted. The transmission takes place, for example, via known communication interfaces, such as C2C or mobile communications, etc.
  • the transmitted plan trajectory is then checked in at least one other vehicle based on the plan trajectory of the at least one other vehicle.
  • a check result is then transmitted to the vehicle from the at least one other vehicle.
  • a plan trajectory and a current position of at least one other vehicle in the area surrounding the vehicle can be queried by the vehicle.
  • the query is also carried out via known communication interfaces, such as C2C or mobile communications, etc.
  • the vehicle's plan trajectory is then checked in the vehicle based on the transmitted plan trajectory of the other vehicle.
  • the respective planned trajectory of the vehicles is generated in a manner known per se by a trajectory planner based on recorded sensor data and a world model. Such a plan trajectory should in particular be carried out at a future point in time and usually extends several tens to hundreds of meters beyond the current position into the future.
  • the checking is carried out, for example, by means of a control device set up for this purpose in the vehicle or the at least one other vehicle.
  • the control device can be designed individually or combined with other components as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microcontroller or microprocessor. However, it can also be provided that parts are designed individually or combined as an application-specific integrated circuit (ASIC) and/or field-programmable gate array (FPGA).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA field-programmable gate array
  • the multiple vehicles further include a communication device in order to be able to communicate with one another.
  • the communication device is set up, for example, to enable C2C communication between the vehicles and provides a suitable communication interface for this purpose.
  • other communication methods such as Bluetooth, mobile communications (4G, 5G, etc.) and/or WLAN, etc., can also be used.
  • the communication device is in particular connected to the aforementioned control device.
  • the environment in which the at least one other vehicle is located is, in particular, an environment predetermined based on at least one environmental criterion.
  • this can be a radius around a position of the vehicle in which there is at least one other vehicle must be in order for it to be interacted with in accordance with the procedure.
  • only vehicles in a given direction for example only in front of the vehicle, can be taken into account.
  • the environment criterion can also include that only directly neighboring vehicles are taken into account or also vehicles in the nth neighborhood.
  • a number of possible trajectories already calculated by a trajectory planner are selected based on the planned trajectory of the other vehicle or based on the planned trajectories of the other vehicles.
  • the planned trajectory of the vehicle is then selected based on this number.
  • a planned trajectory of the vehicle is rejected based on the planned trajectory of the other vehicle or the planned trajectories of the other vehicles and another of the currently calculated trajectories is selected as the planned trajectory for the vehicle.
  • the obtained plan trajectory of the other vehicle is compared with a map in the vehicle.
  • it can be checked to what extent a combination of the obtained plan trajectory with the map of the vehicle is plausible.
  • it can be determined that localization and thus also the plan trajectory of the vehicle may be incorrect.
  • It can also be compared to what extent the received plan trajectory (or the plan trajectories) correspond to or correspond to trajectories that were estimated (predicted) in the vehicle for other vehicles if these other vehicles have not transmitted any plan trajectories.
  • the obtained plan trajectory of the other vehicle (or the obtained plan trajectories of the other vehicles) can be compared with these estimated trajectories, that is, in particular, a measure of agreement or difference can be determined and assessed. In particular, this can create a measure of the extent to which the current planned trajectory is based on incorrect information (about the behavior of the other vehicles for which trajectories were predicted).
  • measures i) and/or ii) are only carried out if it has been determined that an uncertainty measure assigned to the plan trajectory of the vehicle exceeds a predetermined uncertainty threshold or a confidence measure assigned to the plan trajectory of the vehicle falls below a predetermined confidence threshold. This allows a plan trajectory to be checked if an uncertainty or confidence associated with it makes this necessary. In particular, a plan trajectory can only be checked if this is necessary due to a specific value of the uncertainty measure or the confidence measure.
  • the uncertainty measure and the confidence measure can be used equivalently to one another and/or converted into one another.
  • the starting point for these values can be, for example, an uncertainty value or confidence value supplied to an output by an artificial intelligence, for example a machine learning method that is used for environment detection, object recognition and / or trajectory planning.
  • an artificial intelligence for example a machine learning method that is used for environment detection, object recognition and / or trajectory planning.
  • methods such as Monte Carlo dropout or ensemble methods can be used to estimate uncertainty or confidence.
  • object recognition for example, a temporal progression of object recognition can also be taken into account: If a classification for an object changes often (“flickering”), the classification is to be assessed as uncertain; However, if the classification remains largely the same over time (in history), this indicates lower uncertainty. Uncertainty or confidence in sensor data can also serve as a starting point for these values.
  • the specified threshold values are then used to check whether the threshold values have been exceeded (uncertainty measure) or fallen below (confidence measure).
  • the threshold values can be determined, for example, through series of empirical tests.
  • the threshold values can be set, for example, based on an analysis of distributions of the uncertainties become. For example, it can be provided that if there are uncertainties outside the 0.95 percentile, transmission takes place over a sufficiently large number of time steps. Alternatively, rarely occurring cases (so-called “corner cases”) can be analyzed in the field in order to derive threshold values.
  • it can be provided to determine the predetermined uncertainty threshold and/or the predetermined confidence threshold based on map information or time-aggregated information in individual scenarios, for example by smoothing local uncertainties over time and then searching for outliers.
  • checking the plan trajectory of the vehicle includes an at least section-wise comparison of the plan trajectory of the vehicle with the plan trajectory of at least one other vehicle. In this way, a course of the planned trajectory of the vehicle can be checked, in particular checked for plausibility, with a course of the at least one other vehicle. If the plan trajectories compared with each other run the same way in sections, then greater plausibility can be assumed than if the plan trajectories compared do not run the same way.
  • the checking of the plan trajectory of the vehicle carries out the comparison, at least in sections, only with plan trajectories of other vehicles which currently have the same intention and/or are executing the same maneuver as the vehicle.
  • An intention should describe a current, especially short-term, goal (e.g. turning, taking an exit, etc.).
  • a maneuver is intended to describe an action currently being carried out by the vehicle to reach the destination (turning right, changing lanes, etc.). This makes it possible to use, in particular, plan trajectories for checking and comparing that coincide with the same intention and the same maneuver.
  • the intention and/or maneuver can be transmitted along with the plan trajectory.
  • the comparison of the plan trajectory of the vehicle with the plan trajectory of the at least one other vehicle includes collision detection. This makes it possible to prevent collisions between the vehicle and at least one other vehicle. In particular, it can be checked whether the plan trajectory of the vehicle corresponds to a plan trajectory of another vehicle in the environment cuts. If this is the case, a collision is likely; However, if this is not the case, the plan trajectories are collision-free.
  • a check result is generated based on comparison results of the comparisons of the vehicle's plan trajectory with the plan trajectories of several other vehicles according to a voting principle.
  • This allows the comparison results to be converted into an overall result.
  • m out of n checks of the plan trajectory must confirm the plan trajectory so that the plan trajectory is judged to be plausible or validated and therefore implementable.
  • the m-out-of-n criterion can be specified that 4-out-of-5 vehicles or 4-out-5 inspection results must be the same so that the four identical verification results are adopted as the overall verification result (e.g. the vehicle's plan trajectory is valid and/or plausible and/or valid or invalid and/or implausible and/or not valid, etc.).
  • a radius around the vehicle, in which communication with other vehicles takes place according to the method is determined taking into account a speed and/or at least one other state variable of the vehicle and/or at least one state variable of the surroundings.
  • a number of vehicles taken into account as part of the communication according to the method can be reduced to a limited environment.
  • the dependence of the radius on the speed of the vehicle is specified in such a way that a radius increases with increasing speed. For example, if the vehicle is stuck in a traffic jam, only the directly adjacent other vehicles in the area can be taken into account.
  • the radius is chosen to be larger and other vehicles that are further away are also taken into account. Whether other vehicles are within the radius or not can be determined, for example, based on C2C messages containing a respective position of the other vehicles and a current position of the vehicle.
  • a state variable of the environment can include, for example, weather and/or weather conditions. For example, in sunny weather a smaller radius can be used be provided, whereas in rainy weather and / or fog a larger radius can be provided due to poor visibility.
  • a decision is made based on a check result as to whether the planned trajectory of the vehicle is executed or rejected. This means that the test result can be directly translated into the driving behavior of the vehicle.
  • plan trajectory when the plan trajectory is discarded: a) a new plan trajectory is generated, or b) a plan trajectory of another vehicle is at least partially adopted and/or adapted, or c) an emergency maneuver is carried out.
  • a generated new plan trajectory is then also checked using the method.
  • the adopted and/or adapted plan trajectory can also be checked using the method.
  • An emergency maneuver includes, for example, emergency braking and/or driving to a shoulder of a road.
  • plan trajectory of the vehicle is additionally checked using map data, with a result being taken into account in the check result. This can further improve checking. For example, it can be checked whether the planned trajectory of the vehicle corresponds to a road course that can be found in the map data or not.
  • a vehicle is also created for a system according to one of the described embodiments, wherein the vehicle is set up to i) transmit a plan trajectory to at least one other vehicle in the vicinity of the vehicle and a check result for the transmitted plan trajectory from the at least one other to receive vehicle; also to receive plan trajectories from other vehicles, one received from another vehicle to check the plan trajectory based on the vehicle's own plan trajectory, and to transmit a check result to the other vehicle, and/or ii) to query a plan trajectory and a current position of at least one other vehicle in the area surrounding the vehicle and to check the plan trajectory of the vehicle in the vehicle based on the to check the queried plan trajectory of at least one other vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the system for checking a plan trajectory of a partially automated or automated vehicle
  • FIG. 2 shows a schematic representation to illustrate the method for checking a plan trajectory of a partially automated or automated vehicle
  • Fig. 3 shows a further schematic representation to illustrate the method for checking a plan trajectory of a partially automated or automated vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the system 100 for checking a plan trajectory 10 of a partially automated or automated vehicle 50.
  • the system 50 includes several vehicles 50, 60.
  • the individual features of the vehicles 50, 60 are largely provided with the same reference numbers , since the
  • Vehicles 50, 60 of the system 1 are in particular designed similarly.
  • the method described in this disclosure is explained below using system 100 as an example. Different reference numerals have been chosen where it serves to clarify the method described in this disclosure.
  • the vehicle 50 includes a control device 1 and a communication device 2.
  • the control device 1 includes a computing device and a memory (both not shown).
  • the control device 1 is set up to receive a plan trajectory 10 from a trajectory planner 51 of the vehicle 50 and by means of the Communication device 2, for example via C2C, to at least one other vehicle 60 in the vicinity of the vehicle 50.
  • the other vehicle 60 of the system 100 shown also includes a control device 1 and a communication device 2.
  • the control device 1 of the other vehicle 60 is set up to receive the plan trajectory 10 transmitted by the vehicle 50, the plan trajectory 10 received by the vehicle 50 based on a own plan trajectory 11, which is provided by a trajectory planner 61 of the other vehicle 60, and to transmit a check result 20 to the vehicle 50 by means of the communication device 2.
  • the control device 1 of the vehicle 50 is further set up to receive the check result 20 for the transmitted plan trajectory 10 from the other vehicle 60.
  • the check result 20 can then be used as the basis for further planning of partially automated or automated driving.
  • control device 1 is set up to query a plan trajectory 11 and a current position 12 of the other vehicle 60 and to check the plan trajectory 10 of the vehicle 50 based on the queried plan trajectory 11 of the other vehicle 50.
  • control device 1 can, for example,
  • the control device 1 of the other vehicle 60 is set up to transmit the plan trajectory 11 and the current position 12 to the vehicle 50 by means of the communication device 2 after receiving the query.
  • the control devices 1 of the vehicles 50, 60 are set up in the same way, that is, the other vehicle 50 can carry out the measures described in the same way as the vehicle 50, so that several vehicles 50, 60 the respective plan trajectories 10, 11 in the manner described can check.
  • the measures described are only carried out if it has been determined that an uncertainty measure 30 assigned to the plan trajectory 10 of the vehicle 50 exceeds a predetermined uncertainty threshold 31 or a confidence measure 32 assigned to the plan trajectory 10 of the vehicle 50 falls below a predetermined confidence threshold 33.
  • the dimensions 30, 32 are provided by the trajectory planner 51 together with the plan trajectory 10.
  • the control device 1 is set up to measure the uncertainty measure 30 or the confidence measure 32 based on the uncertainty threshold value 31 or the confidence threshold value 33 and to trigger the measures described above if the threshold values are exceeded or fallen below.
  • checking the plan trajectory 10 of the vehicle 50 includes an at least section-wise comparison of the plan trajectory 10 of the vehicle 50 with the plan trajectory 11 of the other vehicle 60. This applies to both the checking in the other vehicle 60 and the checking in the vehicle 50.
  • the control devices 1 are set up to carry out the comparison at least in sections. In particular, individual positions of the plan trajectories 10, 11 are compared with one another. For this purpose, it can be provided to carry out a comparison at least in sections using the method of least squares or another suitable difference measure in order to determine a match or a deviation of the plan trajectories 10, 11 from one another in sections. For example, the smaller the resulting (summated) distance, the greater the agreement, the better/higher the planned trajectory 10 of the vehicle 50 can be rated (e.g. in the form of a plausibility value).
  • the comparison of the plan trajectory 10 of the vehicle 50 with the plan trajectory 11 of the other vehicle 60 includes collision detection. For this purpose, it is checked in particular whether the plan trajectories 10, 11 cross each other at any time and/or whether a predetermined minimum distance between the plan trajectories 10, 11 is exceeded at any time.
  • the control devices 1 are set up to carry out the comparison and provide a comparison result.
  • a check result 20 is generated based on comparison results of the comparisons of the plan trajectory 10 of the vehicle 50 with the plan trajectories 11 of several other vehicles 60 (for the sake of clarity, only one of the vehicles 60 is shown) according to a voting principle.
  • the control devices 1 are set up to generate the final verification result 20 based on the obtained verification results 20 and/or comparison results according to the voting principle (m-out-of-n decision) if several verification results 20 and/or comparison results are received.
  • a radius around the vehicle 50 in which communication with other vehicles 60 takes place according to the method, takes into account a speed 13 and/or at least one other state variable 14 of the vehicle 50 and/or at least one state variable 15 of the environment is determined.
  • the speed 13 and the state variables 14, 15 can be provided and/or queried, for example, by a vehicle control 52 (and/or environmental sensor system 53) of the vehicle 50.
  • the dependency can, for example, be stored in the control devices 1 in the form of a characteristic curve or a characteristic map.
  • the characteristic curve then links values of the speed 13 and/or the state variables 14, 15 with a value for a radius around the vehicle 50. Communication according to the method for exchanging plan trajectories 10, 11 then only takes place with other vehicles 60 within the radius determined in this way.
  • a decision is made based on a check result 20 as to whether the plan trajectory 10 of the vehicle 50 is executed or rejected.
  • the verification result 20 includes information about whether the plan trajectory 10 is valid/plausible/valid.
  • the checking result 20 includes an evaluation which expresses the aforementioned properties (valid/not valid and/or plausible/not plausible and/or valid/not valid) in the form of a value. The control device 1 can then determine, for example, based on the value of the evaluation and a predetermined threshold value, whether the plan trajectory 10 should be executed or rejected.
  • a new plan trajectory 10 is generated, for example by the control device 1 transmitting the check result 20 or a rejection signal 21 to the trajectory planner 51, or b) a plan trajectory 11 of another vehicle 60 at least is partially adopted and/or adapted, for example by transmitting the planned trajectory 11 of the other vehicle 60 to the trajectory planner 51 for adoption and/or adaptation, or c) an emergency maneuver is carried out, whereby the trajectory planner 51 controls an actuator system of the vehicle accordingly and/ or regulates.
  • FIG. 2 shows a schematic representation to illustrate the method for checking a plan trajectory 10 of a partially automated or automated vehicle 50.
  • Shown is a street scene 40 on a road with three lanes 41.
  • the street scene 40 includes the vehicle 50 and four other vehicles 60 .
  • each of the plan trajectories 10, 11 of the vehicles 50, 60 The plan trajectories 11 of the other vehicles 60 all point straight ahead in the direction of travel.
  • the plan trajectory 10 delivered by the trajectory planner of the vehicle 50 points sharply to the right.
  • Plan trajectories 11 of the other vehicles 60 are all just above zero, whereas the value for the plan trajectory 10 of vehicle 50 is 0.82.
  • the reason for the great uncertainty can be, for example, that the other vehicle 60 driving to the right in front of the vehicle 50 was not recognized, for example because incorrect sensor data is present, the cause of which is a defective radar sensor. It was therefore determined by the vehicle 50 that a predetermined uncertainty threshold (e.g. 0.5) was exceeded.
  • the vehicle 50 carries out the method as described above by way of example with reference to the system and comes to the conclusion that the plan trajectory 10 is to be rejected.
  • FIG. 3 shows a further schematic representation to illustrate the method for checking a plan trajectory 10 of a partially automated or automated vehicle 50.
  • Shown again is a street scene 40 on a road with a lane 41, which is a curve section.
  • the street scene 40 includes the vehicle 50 and another vehicle 60 in front.
  • the plan trajectories 10, 11 of the vehicles 50, 60 are shown.
  • the plan trajectory 11 of the other vehicle 60 follows the course of the curve.
  • the plan trajectory 10 supplied by the trajectory planner of the vehicle 50 points to the right.
  • the value for the plan trajectory 11 of the other vehicle 60 is just above zero, whereas the value for the plan trajectory 10 of the vehicle 50 is 0.81.
  • the reason for the great uncertainty here can be, for example, that an environment detection and/or environment interpretation is incorrect, for example because incorrect sensor data is available or has been incorrectly interpreted. It was therefore by the Vehicle 50 determined that a predetermined uncertainty threshold (e.g. 0.5) was exceeded.
  • the vehicle 50 carries out the method as described above with reference to the system by way of example and comes to the conclusion that the plan trajectory 10 is to be rejected.
  • the plan trajectory 11 of the other vehicle 60 When comparing the plan trajectory 10 with the plan trajectory 11 of the other vehicle 60 at least in sections, it is determined in particular that the plan trajectory 11 of the other vehicle 60 in the immediate surroundings does not include right-hand steering, but left-hand steering.
  • the associated uncertainty measure 30 of the plan trajectory 11 of the other vehicle 60 is almost at zero. From this it is concluded as part of the comparison that the plan trajectory 10 of the vehicle 50 is to be rejected.
  • Control device Communication device Plan trajectory (vehicle) Plan trajectory (other vehicle) Current position
  • Trajectory planner vehicle control environment sensors other vehicle trajectory planner

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Plantrajektorie (10) eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs (50), i) wobei eine Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) an mindestens ein anderes Fahrzeug (60) im Umfeld des Fahrzeugs (50) übermittelt wird, wobei die übermittelte Plantrajektorie (10) im mindestens einen anderen Fahrzeugs (60) anhand einer Plantrajektorie (11) des mindestens einen anderen Fahrzeugs (60) überprüft wird, und wobei ein Überprüfungsergebnis (20) an das Fahrzeug (50) übermittelt wird, und/oder ii) wobei eine Plantrajektorie (11) und eine aktuelle Position (12) mindestens eines anderen Fahrzeugs (60) im Umfeld des Fahrzeugs (50) von dem Fahrzeug (50) abgefragt wird, wobei die Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) im Fahrzeug (50) anhand der übermittelten Plantrajektorie (11) des anderen Fahrzeugs (50) überprüft wird. Ferner betrifft die Erfindung ein System (100).

Description

Beschreibung
Verfahren und System zum Überprüfen einer Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Überprüfen einer Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug für ein solches System.
Teilautomatisiert oder automatisiert fahrende Fahrzeuge erzeugen üblicherweise eine Plantrajektorie, welche in der unmittelbaren Zukunft ausgeführt werden soll. Die erzeugten Plantrajektorien müssen hierbei eine zuverlässige Fahrzeugführung sicherstellen.
Aus der DE 102018 109 885 A1 ist ein Verfahren zum kooperativen Abstimmen von zukünftigen Fahrmanövern eines Fahrzeugs mit Fremdmanövern zumindest eines Fremdfahrzeugs bekannt, wobei ein Fremddatenpaket von dem Fremdfahrzeug empfangen wird, in dem eine Fremdtrajektorienschar aus einer Fremdbezugstrajektorie enthalten ist, eine Trajektorie aus einer Trajektorienschar für das Fahrzeug als Bezugstrajektorie für das Fahrzeug unter Verwendung der Fremdbezugstrajektorie ausgewählt wird, wobei eine zu der Fremdbezugstrajektorie kollisionsfreie Trajektorie ausgewählt wird, die Trajektorien der Trajektorienschar unter Verwendung von Grenztrajektorien bewertet werden und zumindest eine Kooperationstrajektorie aus den Trajektorien der Trajektorienschar unter Verwendung des Bezugsaufwandswerts ausgewählt wird, wobei ein Datenpaket mit der Bezugstrajektorie und der Kooperationstrajektorie an das Fremdfahrzeug gesendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein System zum Überprüfen einer Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Insbesondere wird ein Verfahren zum Überprüfen einer Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, i) wobei eine Plantrajektorie des Fahrzeugs an mindestens ein anderes Fahrzeug im Umfeld des Fahrzeugs übermittelt wird, wobei die übermittelte Plantrajektorie im mindestens einen anderen Fahrzeug anhand einer Plantrajektorie des mindestens einen anderen Fahrzeugs überprüft wird, und wobei ein Überprüfungsergebnis an das Fahrzeug übermittelt wird, und/oder ii) wobei eine Plantrajektorie und eine aktuelle Position mindestens eines anderen Fahrzeugs im Umfeld des Fahrzeugs von dem Fahrzeug abgefragt wird, wobei die Plantrajektorie des Fahrzeugs im Fahrzeug anhand der übermittelten Plantrajektorie des anderen Fahrzeugs überprüft wird.
Ferner wird insbesondere ein System zum Überprüfen einer Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs geschaffen, umfassend: mehrere Fahrzeuge, wobei die Fahrzeuge jeweils dazu eingerichtet sind, i) eine Plantrajektorie an mindestens ein anderes Fahrzeug im Umfeld des Fahrzeugs zu übermitteln und ein Überprüfungsergebnis für die übermittelte Plantrajektorie von dem mindestens einen anderen Fahrzeug zu empfangen; ferner von anderen Fahrzeugen Plantrajektorien zu empfangen, eine von einem anderen Fahrzeug empfangene Plantrajektorie anhand einer eigenen Plantrajektorie des Fahrzeugs zu überprüfen, und ein Überprüfungsergebnis an das jeweils andere Fahrzeug zu übermitteln, und/oder ii) eine Plantrajektorie und eine aktuelle Position mindestens eines anderen Fahrzeugs im Umfeld des Fahrzeugs abzufragen und die Plantrajektorie des Fahrzeugs im Fahrzeug anhand der abgefragten Plantrajektorie des mindestens einen anderen Fahrzeugs zu überprüfen.
Das Verfahren und das System ermöglichen es, eine Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeuges anhand von Plantrajektorien anderer Fahrzeuge zu überprüfen. Einer der Grundgedanken ist hierbei, dass die zu überprüfende Plantrajektorie entweder an ein anderes Fahrzeugs übermittelt wird und dort anhand einer Plantrajektorie des anderen Fahrzeugs überprüft wird oder dass eine Plantrajektorie eines anderen Fahrzeugs, anhand derer die Plantrajektorie des Fahrzeugs überprüft werden kann, von dem anderen Fahrzeug abgefragt wird und ein Überprüfen im Fahrzeug durchgeführt wird. Es können hierzu daher zwei Maßnahmen alternativ oder einander ergänzend ausgeführt werden: Zum einen kann eine Plantrajektorie des Fahrzeugs an mindestens ein anderes Fahrzeug im Umfeld des Fahrzeugs übermittelt werden. Das Übermitteln erfolgt beispielsweise über an sich bekannte Kommunikationsschnittstellen, wie z.B. C2C oder Mobilfunk etc. Die übermittelte Plantrajektorie wird dann im mindestens einen anderen Fahrzeug anhand der Plantrajektorie des mindestens einen anderen Fahrzeugs überprüft. Anschließend wird ein Überprüfungsergebnis von dem mindestens einen anderen Fahrzeug an das Fahrzeug übermittelt. Alternativ oder zusätzlich können eine Plantrajektorie und eine aktuelle Position mindestens eines anderen Fahrzeugs im Umfeld des Fahrzeugs von dem Fahrzeug abgefragt werden. Das Abfragen erfolgt ebenfalls über an sich bekannte Kommunikationsschnittstellen, wie z.B. C2C oder Mobilfunk etc. Die Plantrajektorie des Fahrzeugs wird dann im Fahrzeug anhand der übermittelten Plantrajektorie des anderen Fahrzeugs überprüft.
Die jeweilige Plantrajektorie der Fahrzeuge wird insbesondere von einem Trajektorienplaner ausgehend von erfassten Sensordaten und einem Weltmodell in an sich bekannter Weise erzeugt. Eine solche Plantrajektorie soll insbesondere zu einem zukünftigen Zeitpunkt ausgeführt werden und reicht üblicherweise einige zehn bis Hundert Meter über die aktuelle Position hinaus in die Zukunft.
Das Überprüfen erfolgt beispielsweise mittels einer hierfür eingerichteten Steuereinrichtung in dem Fahrzeug bzw. dem mindestens einen anderen Fahrzeug. Die Steuereinrichtung kann einzeln oder zusammengefasst mit anderen Komponenten als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Teile einzeln oder zusammengefasst als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder feldprogrammierbares Gatterfeld (FPGA) ausgebildet sind.
Die mehreren Fahrzeuge umfassen ferner eine Kommunikationseinrichtung, um miteinander kommunizieren zu können. Die Kommunikationseinrichtung ist beispielsweise dazu eingerichtet, eine C2C-Kommunikation zwischen den Fahrzeugen zu ermöglichen und stellt hierzu eine geeignete Kommunikationsschnittstelle bereit. Grundsätzlich können aber auch andere Kommunikationsverfahren, wie beispielsweise Bluetooth, Mobilfunk (4G, 5G etc.) und/oder WLAN etc. eingesetzt werden. Die Kommunikationseinrichtung ist insbesondere mit der vorgenannten Steuereinrichtung verbunden.
Das Umfeld, in dem sich das mindestens eine andere Fahrzeug befindet, ist insbesondere ein anhand mindestens eines Umfeldkriteriums vorgegebenes Umfeld. Beispielsweise kann dies ein Radius um eine Position des Fahrzeugs herum sein, in dem sich das mindestens eine andere Fahrzeug befinden muss, damit mit diesem verfahrensgemäß interagiert wird. Ferner können auch nur Fahrzeuge in einer vorgegebenen Richtung, z.B. nur vor dem Fahrzeug, berücksichtigt werden. Das Umfeldkriterium kann auch umfassen, dass nur direkt benachbarte Fahrzeuge berücksichtigt werden oder darüber hinaus auch Fahrzeuge in der n-ten Nachbarschaft.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl an möglichen von einem Trajektorienplaner bereits berechneten Trajektorien anhand der Plantrajektorie des anderen Fahrzeugs oder anhand der Plantrajektorien der anderen Fahrzeuge ausgewählt wird. Ausgehend von dieser Anzahl wird dann die Plantrajektorie des Fahrzeugs ausgewählt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Plantrajektorie des Fahrzeugs anhand der Plantrajektorie des anderen Fahrzeugs oder der Plantrajektorien der anderen Fahrzeuge verworfen wird und eine andere der aktuell berechneten Trajektorien als Plantrajektorie für das Fahrzeug ausgewählt wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die erhaltene Plantrajektorie des anderen Fahrzeugs (oder der anderen Fahrzeuge) mit einer Karte im Fahrzeug abgeglichen wird. Hierbei kann beispielsweise überprüft werden, inwieweit eine Kombination der erhaltenen Plantrajektorie mit der Karte des Fahrzeugs plausibel ist. Hierbei kann insbesondere festgestellt werden, dass unter Umständen eine Lokalisierung und somit auch die Plantrajektorie des Fahrzeugs fehlerhaft ist. Hierbei kann ferner verglichen werden, inwieweit die erhaltene Plantrajektorie (oder die erhaltenen Plantrajektorien) mit Trajektorien übereinstimmen oder diesen entsprechen, die im Fahrzeug für andere Fahrzeuge geschätzt (prädiziert) wurden, wenn diese anderen Fahrzeuge keine Plantrajektorien übermittelt haben.
Ferner kann die erhaltene Plantrajektorie des anderen Fahrzeugs (oder die erhaltenen Plantrajektorien der anderen Fahrzeuge) mit diesen geschätzten Trajektorien abgeglichen werden, das heißt, es kann insbesondere ein Maß einer Überstimmung oder eines Unterschiedes bestimmt und beurteilt werden. Hierdurch kann insbesondere ein Maß dafür geschaffen werden, inwiefern die aktuelle Plantrajektorie auf fehlerhaften Informationen (über ein Verhalten der anderen Fahrzeuge, für die Trajektorien prädiziert wurden) basiert.
Ferner können auch Kollisionen zwischen der erhaltenen Plantrajektorie (bzw. den erhaltenen Plantrajektorien) und der Plantrajektorie des Fahrzeugs geschätzt (prädiziert) und beurteilt werden. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Maßnahmen i) und/oder ii) nur ausgeführt werden, wenn festgestellt wurde, dass ein der Plantrajektorie des Fahrzeugs zugeordnetes Unsicherheitsmaß einen vorgegebenen Unsicherheitsschwellwert überschreitet oder ein der Plantrajektorie des Fahrzeugs zugeordnetes Konfidenzmaß einen vorgegebenen Konfidenzschwellwert unterschreitet. Hierdurch kann eine Plantrajektorie dann überprüft werden, wenn eine dieser zugeordnete Unsicherheit oder Konfidenz dies erforderlich macht. Insbesondere kann eine Plantrajektorie hierdurch nur dann überprüft werden, wenn dies aufgrund eines konkreten Wertes des Unsicherheitsmaßes oder des Konfidenzmaßes notwendig ist. In anderen Fällen, das heißt, wenn das Unsicherheitsmaß unterhalb des Unsicherheitsschwellwertes oder das Konfidenzmaß oberhalb des Konfidenzschwellwertes liegt, wird jedoch auf ein Übermitteln und/oder Abfragen und Überprüfen der Plantrajektorie zwischen den Fahrzeugen verzichtet, sodass ein Rechenaufwand und ein Datenverkehr reduziert sind. Ein Unsicherheitsmaß kann insbesondere ein der Plantrajektorie zugeordneter Wert für eine Unsicherheit sein (z.B. mit Werten zwischen 0 = sicher und 1 = unsicher), eine Konfidenz kann insbesondere ein der Plantrajektorie zugeordneter Wert für eine Konfidenz sein (z.B. mit Werten zwischen 0 = keine Konfidenz und 1 = maximale Konfidenz). Das Unsicherheitsmaß und das Konfidenzmaß können äquivalent zueinander verwendet und/oder in einander umgerechnet werden. Ausgangspunkt für diese Werte kann beispielsweise ein von einer Künstlichen Intelligenz, beispielsweise einem Maschinenlernverfahren, das zur Umfelderfassung, Objekterkennung und/oder Trajektorienplanung verwendet wird, zu einer Ausgabe gelieferter Unsicherheitswert oder Konfidenzwert sein. Im Bereich der Künstlichen Intelligenz, insbesondere bei Verwendung von Neuronalen Netzen, können beispielsweise Verfahren wie Monte-Carlo-Dropout oder Ensembleverfahren zum Einsatz kommen, um eine Unsicherheit oder eine Konfidenz zu schätzen. Bei der Objekterkennung kann beispielsweise auch ein zeitlicher Verlauf der Objekterkennung berücksichtigt werden: Ändert sich eine Klassifizierung für ein Objekt oft („Flickern“), so ist die Klassifizierung als unsicher zu beurteilen; bleibt die Klassifizierung hingegen im zeitlichen Verlauf (in der Historie) weitgehend gleich, spricht dies für eine geringere Unsicherheit. Auch eine Unsicherheit oder eine Konfidenz von Sensordaten kann als Ausgangspunkt für diese Werte dienen. Insbesondere können mehrere Werte, beispielsweise von einer Unsicherheit und/oder Konfidenz der Umfeldsensoren, einer Umfelderfassung, einer Objekterkennung und/oder einer Trajektorienplanung zu einem Gesamtwert für die Unsicherheit oder die Konfidenz fusioniert werden. Ausgehend hiervon wird dann anhand der vorgegebenen Schwellwerte überprüft, ob die Schwellwerte überschritten (Unsicherheitsmaß) oder unterschritten (Konfidenzmaß) wurden. Die Schwellwerte können beispielsweise durch empirische Versuchsreihen bestimmt werden. Die Schwellwerte können beispielsweise ausgehend von einer Analyse von Verteilungen der Unsicherheiten festgelegt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer Existenz von Unsicherheiten außerhalb des 0,95-Perzentils über eine hinreichend große Anzahl an Zeitschritten ein Übermitteln erfolgt. Alternativ können auch selten auftretende Fälle (sogenannte „Corner Cases“) im Feld analysiert werden, um hieraus Schwellwerte abzuleiten.
Es kann vorgesehen sein, den vorgegebenen Unsicherheitsschwellwert und/oder den vorgegebenen Konfidenzschwellwert ortsabhängig festzulegen. Insbesondere kann vorgesehen sein, den vorgegebenen Unsicherheitsschwellwert und/oder den vorgegebenen Konfidenzschwellwert basierend auf Karteninformationen oder zeitlich aggregierten Informationen in einzelnen Szenarien festzulegen, beispielsweise indem lokale Unsicherheiten über die Zeit geglättet werden und dann nach Ausreißern gesucht wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Überprüfen der Plantrajektorie des Fahrzeugs einen zumindest abschnittsweisen Vergleich der Plantrajektorie des Fahrzeugs mit der Plantrajektorie von mindestens einem anderen Fahrzeug umfasst. Hierdurch kann ein Verlauf der Plantrajektorie des Fahrzeugs mit einem Verlauf des mindestens einen anderen Fahrzeugs überprüft, insbesondere plausibilisiert, werden. Verlaufen die miteinander verglichenen Plantrajektorien abschnittsweise gleich, so ist eine größere Plausibilität anzunehmen, als wenn die verglichenen Plantrajektorien nicht gleich verlaufen.
Es kann weiterbildend vorgesehen sein, dass das Überprüfen der Plantrajektorie des Fahrzeugs den zumindest abschnittsweisen Vergleich nur mit Plantrajektorien von anderen Fahrzeugen durchführt, welche aktuell eine gleiche Intention aufweisen und/oder ein gleiches Manöver wie das Fahrzeug ausführen. Eine Intention soll hierbei insbesondere ein aktuelles, insbesondere kurzfristiges, Ziel bezeichnen (z.B. Abbiegen, Ausfahrt nehmen etc.). Ein Manöver soll hierbei eine aktuell ausgeführte Aktion des Fahrzeugs zum Erreichen des Zieles bezeichnen (Rechtsabbiegen, Spurwechseln etc.). Hierdurch können insbesondere Plantrajektorien zum Überprüfen und Vergleichen verwendet werden, die mit der gleichen Intention und dem gleichen Manöver zusammenfallen. Die Intention und/oder das Manöver kann/können zusammen mit der Plantrajektorie übermittelt werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Vergleich der Plantrajektorie des Fahrzeugs mit der Plantrajektorie des mindestens einen anderen Fahrzeugs eine Kollisionserkennung umfasst. Hierdurch können Kollisionen zwischen dem Fahrzeug und dem mindestens einen anderen Fahrzeug verhindert werden. Insbesondere kann hierzu überprüft werden, ob die Plantrajektorie des Fahrzeugs sich mit einer Plantrajektorie eines anderen Fahrzeugs im Umfeld schneidet. Ist dies der Fall, so ist eine Kollision wahrscheinlich; ist dies hingegen nicht der Fall, so sind die Plantrajektorien kollisionsfrei.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Überprüfungsergebnis ausgehend von Vergleichsergebnissen der Vergleiche der Plantrajektorie des Fahrzeugs mit den Plantrajektorien von mehreren anderen Fahrzeugen nach einem Votingprinzip erzeugt wird. Hierdurch können die Vergleichsergebnisse in ein Gesamtergebnis überführt werden. Das Votingprinzip erlaubt es insbesondere, eine Mehrheitsentscheidung zu treffen, insbesondere indem als Schwellwert ein m-aus-n-Kriterium vorgegeben wird (mit m, n = 1 , 2, ... aus der Menge der natürlichen Zahlen und m <= n). Bei einer solchen m-aus-n-Entscheidung müssen m aus n Überprüfungen der Plantrajektorie die Plantrajektorie bestätigen, damit die Plantrajektorie als plausibel bzw. validiert und damit umsetzbar beurteilt wird. Wurde die Plantrajektorie des Fahrzeugs beispielsweise an fünf andere Fahrzeuge im Umfeld des Fahrzeugs übermittelt, so kann als m-aus-n-Kriterium vorgegeben sein, dass 4-aus-5 Fahrzeugen bzw. 4-aus-5 Überprüfungsergebnisse gleich sein müssen, damit die vier gleichen Überprüfungsergebnisse als Gesamtüberprüfungsergebnis übernommen werden (z.B. Plantrajektorie des Fahrzeugs ist gültig und/oder plausibel und/oder valide oder ungültig und/oder unplausibel und/oder nicht valide etc.).
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Radius um das Fahrzeug, in dem verfahrensgemäß mit anderen Fahrzeugen kommuniziert wird, unter Berücksichtigung einer Geschwindigkeit und/oder mindestens einer anderen Zustandsgröße des Fahrzeugs und/oder mindestens einer Zustandsgröße des Umfelds festgelegt wird. Hierdurch kann insbesondere eine Anzahl der im Rahmen der verfahrensgemäßen Kommunikation berücksichtigten Fahrzeuge auf ein begrenztes Umfeld reduziert werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, die Abhängigkeit des Radius von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs derart vorzugeben, dass ein Radius mit zunehmender Geschwindigkeit ansteigt. Steht das Fahrzeug beispielsweise im Stau, so können lediglich die direkt benachbarten anderen Fahrzeuge im Umfeld berücksichtigt werden. Fährt das Fahrzeug hingegen mit einer Geschwindigkeit von 130 km/h auf der Autobahn, so wird der Radius größer gewählt und es werden auch weiter entfernte andere Fahrzeuge berücksichtigt. Ob andere Fahrzeuge innerhalb des Radius sind oder nicht, kann beispielsweise anhand von C2C-Nachrichten, in denen eine jeweilige Position der anderen Fahrzeuge enthalten ist, und einer aktuellen Position des Fahrzeugs, bestimmt werden. Eine Zustandsgröße des Umfelds kann beispielsweise eine Witterung und/oder Wetterverhältnisse umfassen. So kann beispielsweise bei sonnigem Wetter ein kleinerer Radius vorgesehen sein, wohingegen bei regnerischem Wetter und/oder Nebel aufgrund der schlechten Sicht ein größerer Radius vorgesehen sein kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass anhand eines Überprüfungsergebnisses entschieden wird, ob die Plantrajektorie des Fahrzeugs ausgeführt oder verworfen wird. Hierdurch kann das Überprüfungsergebnis direkt in ein Fahrverhalten des Fahrzeugs überführt werden.
In einer weiterbildenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei Verwerfen der Plantrajektorie: a) eine neue Plantrajektorie erzeugt wird, oder b) eine Plantrajektorie eines anderen Fahrzeugs zumindest teilweise übernommen und/oder angepasst wird, oder c) ein Notfallmanöver durchgeführt wird.
Eine erzeugte neue Plantrajektorie wird dann insbesondere ebenfalls mittels des Verfahrens überprüft. Auch die übernommene und/oder angepasste Plantrajektorie kann mittels des Verfahrens überprüft werden. Ein Notfallmanöver umfasst beispielsweise eine Notbremsung und/oder das Ansteuern eines Seitenstreifens einer Straße.
Es kann vorgesehen sein, dass die Plantrajektorie des Fahrzeugs zusätzlich anhand von Kartendaten überprüft wird, wobei ein Ergebnis im Überprüfungsergebnis berücksichtigt wird. Hierdurch kann das Überprüfen weiter verbessert werden. Beispielsweise kann überprüft werden, ob die Plantrajektorie des Fahrzeugs mit einem den Kartendaten entnehmbaren Straßenverlauf übereinstimmt oder nicht.
Weitere Merkmale zur Ausgestaltung des Systems ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile des Systems sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Verfahrens.
Ferner wird insbesondere auch ein Fahrzeug für ein System nach einer der beschriebenen Ausführungsformen geschaffen, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, i) eine Plantrajektorie an mindestens ein anderes Fahrzeug im Umfeld des Fahrzeugs zu übermitteln und ein Überprüfungsergebnis für die übermittelte Plantrajektorie von dem mindestens einen anderen Fahrzeug zu empfangen; ferner von anderen Fahrzeugen Plantrajektorien zu empfangen, eine von einem anderen Fahrzeug empfangene Plantrajektorie anhand einer eigenen Plantrajektorie des Fahrzeugs zu überprüfen, und ein Überprüfungsergebnis an das jeweils andere Fahrzeug zu übermitteln, und/oder ii) eine Plantrajektorie und eine aktuelle Position mindestens eines anderen Fahrzeugs im Umfeld des Fahrzeugs abzufragen und die Plantrajektorie des Fahrzeugs im Fahrzeug anhand der abgefragten Plantrajektorie des mindestens einen anderen Fahrzeugs zu überprüfen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems zum Überprüfen einer Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Überprüfen einer Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs;
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Überprüfen einer Plantrajektorie eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems 100 zum Überprüfen einer Plantrajektorie 10 eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs 50. Das System 50 umfasst mehrere Fahrzeuge 50, 60. Die einzelnen Merkmale der Fahrzeuge 50, 60 sind größtenteils mit gleichen Bezugszeichen versehen, da die
Fahrzeuge 50, 60 des Systems 1 insbesondere gleichartig ausgebildet sind. Das in dieser Offenbarung beschriebene Verfahren wird nachfolgend beispielhaft anhand des Systems 100 erläutert. Dort, wo es der Verdeutlichung des in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahrens dient, wurden unterschiedliche Bezugszeichen gewählt.
Das Fahrzeug 50 umfasst eine Steuereinrichtung 1 und eine Kommunikationseinrichtung 2. Die Steuereinrichtung 1 umfasst eine Recheneinrichtung und eine Speicher (beide nicht gezeigt). Die Steuereinrichtung 1 ist dazu eingerichtet, eine Plantrajektorie 10 von einem Trajektorienplaner 51 des Fahrzeugs 50 zu erhalten und mittels der Kommunikationseinrichtung 2, beispielsweise via C2C, an mindestens ein anderes Fahrzeug 60 im Umfeld des Fahrzeugs 50 zu übermitteln.
Das gezeigte andere Fahrzeug 60 des Systems 100 umfasst ebenfalls eine Steuereinrichtung 1 und eine Kommunikationseinrichtung 2. Die Steuereinrichtung 1 des anderen Fahrzeugs 60 ist dazu eingerichtet, die von dem Fahrzeug 50 übermittelte Plantrajektorie 10 zu empfangen, die von dem Fahrzeug 50 empfangene Plantrajektorie 10 anhand einer eigenen Plantrajektorie 11, welche von einem Trajektorienplaner 61 des anderen Fahrzeugs 60 bereitgestellt wird, zu überprüfen, und ein Überprüfungsergebnis 20 mittels der Kommunikationseinrichtung 2 an das Fahrzeug 50 zu übermitteln.
Die Steuereinrichtung 1 des Fahrzeugs 50 ist weiter dazu eingerichtet, das Überprüfungsergebnis 20 für die übermittelte Plantrajektorie 10 von dem anderen Fahrzeug 60 zu empfangen. Das Überprüfungsergebnis 20 kann dann einer weiteren Planung des teilautomatisiert oder automatisierten Fahrens zugrunde gelegt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinrichtung 1 dazu eingerichtet, eine Plantrajektorie 11 und eine aktuelle Position 12 des anderen Fahrzeugs 60 abzufragen und die Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 anhand der abgefragten Plantrajektorie 11 des anderen Fahrzeugs 50 zu überprüfen. Zum Abfragen kann die Steuereinrichtung 1 beispielsweise eine
Abfragenachricht 16 übermitteln. Die Steuereinrichtung 1 des anderen Fahrzeugs 60 ist dazu eingerichtet, nach Erhalt der Abfrage, die Plantrajektorie 11 und die aktuelle Position 12 mittels der Kommunikationseinrichtung 2 an das Fahrzeug 50 zu übermitteln.
Die Steuereinrichtungen 1 der Fahrzeuge 50, 60 sind in gleicher Weise eingerichtet, das heißt, das andere Fahrzeug 50 kann die beschriebenen Maßnahmen in gleicher Weise ausführen wie das Fahrzeug 50, sodass mehrere Fahrzeuge 50, 60 die jeweiligen Plantrajektorien 10, 11 auf die beschriebene Weise überprüfen können.
Es kann vorgesehen sein, dass die beschriebenen Maßnahmen nur ausgeführt werden, wenn festgestellt wurde, dass ein der Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 zugeordnetes Unsicherheitsmaß 30 einen vorgegebenen Unsicherheitsschwellwert 31 überschreitet oder ein der Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 zugeordnetes Konfidenzmaß 32 einen vorgegebenen Konfidenzschwellwert 33 unterschreitet. Die Maße 30, 32 werden von dem Trajektorienplaner 51 zusammen mit der Plantrajektorie 10 bereitgestellt. Die Steuereinrichtung 1 ist dazu eingerichtet, das Unsicherheitsmaß 30 oder das Konfidenzmaß 32 anhand des Unsicherheitsschwellwertes 31 bzw. des Konfidenzschwellwertes 33 zu überprüfen und die voranstehend beschriebenen Maßnahmen auszulösen, wenn die Schwellwerte über- bzw. unterschritten werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Überprüfen der Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 einen zumindest abschnittsweisen Vergleich der Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 mit der Plantrajektorie 11 von dem anderen Fahrzeug 60 umfasst. Dies betrifft sowohl das Überprüfen in dem anderen Fahrzeug 60 als auch das Überprüfen in dem Fahrzeug 50. Die Steuereinrichtungen 1 sind dazu eingerichtet, den zumindest abschnittsweisen Vergleich durchzuführen. Insbesondere werden hierbei einzelne Positionen der Plantrajektorien 10, 11 miteinander verglichen. Es kann hierzu vorgesehen sein, zumindest abschnittsweise einen Vergleich mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate oder ein anderes geeignetes Differenzmaß durchzuführen, um abschnittsweise eine Übereinstimmung bzw. eine Abweichung der Plantrajektorien 10, 11 voneinander zu bestimmen. Beispielsweise kann die Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 als umso besser/höher bewertet werden (z.B. in Form eines Plausibilitätswertes), je kleiner der resultierende (aufsummierter) Abstand ist, also umso größer die Übereinstimmung ist.
Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass der Vergleich der Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 mit der Plantrajektorie 11 des anderen Fahrzeugs 60 eine Kollisionserkennung umfasst. Hierzu wird insbesondere überprüft, ob die Plantrajektorien 10, 11 sich zu irgendeinem Zeitpunkt kreuzen und/oder ob zu irgendeinem Zeitpunkt ein vorgegebener Mindestabstand zwischen den Plantrajektorien 10, 11 unterschritten wird. Die Steuereinrichtungen 1 sind dazu eingerichtet, den Vergleich durchzuführen und ein Vergleichsergebnis bereitzustellen.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Überprüfungsergebnis 20 ausgehend von Vergleichsergebnissen der Vergleiche der Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 mit den Plantrajektorien 11 von mehreren anderen Fahrzeugen 60 (der Übersichtlichkeit halber ist nur eines der Fahrzeuge 60 gezeigt) nach einem Votingprinzip erzeugt wird. Die Steuereinrichtungen 1 sind dazu eingerichtet, bei mehreren erhaltenen Überprüfungsergebnissen 20 und/oder Vergleichsergebnissen das endgültige Überprüfungsergebnis 20 ausgehend von den erhaltenen Überprüfungsergebnissen 20 und/oder Vergleichsergebnissen nach dem Votingprinzip (m-aus-n-Entscheidung) zu erzeugen.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Radius um das Fahrzeug 50, in dem verfahrensgemäß mit anderen Fahrzeugen 60 kommuniziert wird, unter Berücksichtigung einer Geschwindigkeit 13 und/oder mindestens einer anderen Zustandsgröße 14 des Fahrzeugs 50 und/oder mindestens einer Zustandsgröße 15 des Umfelds festgelegt wird. Die Geschwindigkeit 13 und die Zustandsgrößen 14, 15 können beispielsweise von einer Fahrzeugsteuerung 52 (und/oder Umfeldsensorik 53) des Fahrzeugs 50 bereitgestellt und/oder abgefragt werden. Die Abhängigkeit kann beispielsweise in Form einer Kennlinie oder eine Kennfeldes in den Steuereinrichtungen 1 hinterlegt sein. Die Kennlinie verknüpft dann Werte der Geschwindigkeit 13 und/oder der Zustandsgrößen 14, 15 mit einem Wert für einen Radius um das Fahrzeug 50 herum. Eine verfahrensgemäße Kommunikation zum Austausch von Plantrajektorien 10, 11 erfolgt dann nur mit anderen Fahrzeugen 60 innerhalb des derart bestimmten Radius.
Es kann vorgesehen sein, dass anhand eines Überprüfungsergebnisses 20 entschieden wird, ob die Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 ausgeführt oder verworfen wird. Insbesondere umfasst das Überprüfungsergebnis 20 eine Information darüber, ob die Plantrajektorie 10 gültig/plausibel/valide ist. Es kann vorgesehen sein, dass das Überprüfungsergebnis 20 eine Bewertung umfasst, welche in Form eines Wertes die vorgenannten Eigenschaften (gültig/nicht gültig und/oder plausibel/nicht plausibel und/oder valide/nicht valide) ausdrückt. Die Steuereinrichtung 1 kann dann beispielsweise anhand des Wertes der Bewertung und eines vorgegebenen Schwellwertes feststellen, ob die Plantrajektorie 10 ausgeführt oder verworfen werden soll.
Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass bei Verwerfen der Plantrajektorie 10: a) eine neue Plantrajektorie 10 erzeugt wird, beispielsweise, indem die Steuereinrichtung 1 dem Trajektorienplaner 51 das Überprüfungsergebnis 20 oder ein Verwerfungssignal 21 übermittelt, oder b) eine Plantrajektorie 11 eines anderen Fahrzeugs 60 zumindest teilweise übernommen und/oder angepasst wird, beispielsweise indem die Plantrajektorie 11 des anderen Fahrzeugs 60 dem Trajektorienplaner 51 zur Übernahme und/oder zum Anpassen übermittelt wird, oder c) ein Notfallmanöver durchgeführt wird, wobei der Trajektorienplaner 51 eine Aktorik des Fahrzeugs entsprechend ansteuert und/oder regelt.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Überprüfen einer Plantrajektorie 10 eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs 50. Dargestellt ist eine Straßenszene 40 auf einer Straße mit drei Fahrspuren 41. Die Straßenszene 40 umfasst das Fahrzeug 50 und vier andere Fahrzeuge 60. Gezeigt sind jeweils die Plantrajektorien 10, 11 der Fahrzeuge 50, 60. Die Plantrajektorien 11 der anderen Fahrzeuge 60 weisen alle geradeaus in Fahrtrichtung. Die von dem Trajektorienplaner des Fahrzeugs 50 gelieferte Plantrajektorie 10 weist hingegen scharf nach rechts. Zu jeder Plantrajektorie 10, 11 ist in Klammern ein Unsicherheitsmaß 30 angegeben, wobei davon ausgegangen wird, dass die möglichen Werte zwischen 0 (= sicher bzw. beste Bewertung) und 1 (= unsicher bzw. schlechteste Bewertung) liegen können. Die Werte für die
Plantrajektorien 11 der anderen Fahrzeuge 60 liegen alle knapp über Null, wohingegen der Wert für die Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 0,82 beträgt. Der Grund für die große Unsicherheit kann hierbei beispielsweise sein, dass das rechts vor dem Fahrzeug 50 fahrende andere Fahrzeug 60 nicht erkannt wurde, beispielsweise weil falsche Sensordaten vorliegen, deren Ursache ein defekter Radarsensor ist. Es wurde daher von dem Fahrzeug 50 festgestellt, dass ein vorgegebener Unsicherheitsschwellwert (z.B. 0,5) überschritten wurde. Das Fahrzeug 50 führt das Verfahren, wie voranstehend mit Bezug auf das System beispielhaft beschrieben, aus und gelangt zu dem Ergebnis, dass die Plantrajektorie 10 zu verwerfen ist. Bei einem zumindest abschnittsweisen Vergleich der Plantrajektorie 10 mit den Plantrajektorien 11 der anderen Fahrzeuge 60 wird insbesondere festgestellt, dass die Plantrajektorien 11 der anderen Fahrzeuge 60 im unmittelbaren Umfeld kein scharfes Rechtabbiegen beinhalten. Ferner sind die zugehörigen Unsicherheitsmaße 30 der Plantrajektorien 11 der anderen Fahrzeuge 60 alle nahezu bei Null. Hieraus wird im Rahmen des Vergleichs geschlossen, dass die Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 zu verwerfen ist.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Überprüfen einer Plantrajektorie 10 eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs 50. Dargestellt ist erneut eine Straßenszene 40 auf einer Straße mit einer Fahrspur 41, wobei es sich um einen Kurvenabschnitt handelt. Die Straßenszene 40 umfasst das Fahrzeug 50 und ein anderes vorausfahrendes Fahrzeug 60. Gezeigt sind jeweils die Plantrajektorien 10, 11 der Fahrzeuge 50, 60. Die Plantrajektorie 11 des anderen Fahrzeugs 60 folgt dem Kurven verlauf. Die von dem Trajektorienplaner des Fahrzeugs 50 gelieferte Plantrajektorie 10 weist hingegen nach rechts. Zu den Plantrajektorien 10, 11 ist in Klammern ein Unsicherheitsmaß 30 angegeben, wobei davon ausgegangen wird, dass die möglichen Werte zwischen 0 (= sicher bzw. beste Bewertung) und 1 (= unsicher bzw. schlechteste Bewertung) liegen können. Der Wert für die Plantrajektorie 11 des anderen Fahrzeugs 60 liegt knapp über Null, wohingegen der Wert für die Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 0,81 beträgt. Der Grund für die große Unsicherheit kann hierbei beispielsweise sein, dass eine Umfelderfassung und/oder Umfeldinterpretation fehlerhaft ist, beispielsweise weil falsche Sensordaten vorliegen oder diese falsch interpretiert wurden. Es wurde daher von dem Fahrzeug 50 festgestellt, dass ein vorgegebener Unsicherheitsschwellwert (z.B. 0,5) überschritten wurde. Das Fahrzeug 50 führt das Verfahren wie voranstehend mit Bezug auf das System beispielhaft beschrieben aus und gelangt zu dem Ergebnis, dass die Plantrajektorie 10 zu verwerfen ist. Bei einem zumindest abschnittsweisen Vergleich der Plantrajektorie 10 mit der Plantrajektorie 11 des anderen Fahrzeugs 60 wird insbesondere festgestellt, dass die Plantrajektorie 11 des anderen Fahrzeugs 60 im unmittelbaren Umfeld kein Rechtslenken, sondern ein Linkslenken beinhaltet. Ferner ist das zugehörige Unsicherheitsmaß 30 der Plantrajektorie 11 des anderen Fahrzeugs 60 nahezu bei Null. Hieraus wird im Rahmen des Vergleichs geschlossen, dass die Plantrajektorie 10 des Fahrzeugs 50 zu verwerfen ist.
Bezugszeichenliste
Steuereinrichtung Kommunikationseinrichtung Plantrajektorie (Fahrzeug) Plantrajektorie (anderes Fahrzeug) aktuelle Position
Geschwindigkeit
Zustandsgröße (Fahrzeug) Zustandsgröße (Umfeld) Abfragenachricht Überprüfungsergebnis Verwerfungssignal Unsicherheitsmaß
Unsicherheitsschwellwert Konfidenzmaß Konfidenzschwellwert Straßenszene
Fahrspur Fahrzeug
Trajektorienplaner Fahrzeugsteuerung Umfeldsensorik anderes Fahrzeug Trajektorienplaner
Fahrzeugsteuerung Umfeldsensorik
System

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Überprüfen einer Plantrajektorie (10) eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs (50), i) wobei eine Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) an mindestens ein anderes Fahrzeug (60) im Umfeld des Fahrzeugs (50) übermittelt wird, wobei die übermittelte Plantrajektorie (10) im mindestens einen anderen Fahrzeug (60) anhand einer Plantrajektorie (11) des mindestens einen anderen Fahrzeugs (60) überprüft wird, und wobei ein Überprüfungsergebnis (20) an das Fahrzeug (50) übermittelt wird, und/oder ii) wobei eine Plantrajektorie (11) und eine aktuelle Position (12) mindestens eines anderen Fahrzeugs (60) im Umfeld des Fahrzeugs (50) von dem Fahrzeug (50) abgefragt wird, wobei die Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) im Fahrzeug (50) anhand der übermittelten Plantrajektorie (11) des anderen Fahrzeugs (50) überprüft wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahmen i) und/oder ii) nur ausgeführt werden, wenn festgestellt wurde, dass ein der Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) zugeordnetes Unsicherheitsmaß (30) einen vorgegebenen Unsicherheitsschwellwert (31) überschreitet oder ein der Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) zugeordnetes Konfidenzmaß (32) einen vorgegebenen Konfidenzschwellwert (33) unterschreitet. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überprüfen der Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) einen zumindest abschnittsweisen Vergleich der Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) mit der Plantrajektorie (11) von mindestens einem anderen Fahrzeug (60) umfasst. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich der Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) mit der Plantrajektorie (11) des mindestens einen anderen Fahrzeugs (60) eine Kollisionserkennung umfasst. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überprüfungsergebnis (20) ausgehend von Vergleichsergebnissen der Vergleiche der Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) mit den Plantrajektorien (11) von mehreren anderen Fahrzeugen (60) nach einem Votingprinzip erzeugt wird. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius um das Fahrzeug (50), in dem verfahrensgemäß mit anderen Fahrzeugen (60) kommuniziert wird, unter Berücksichtigung einer Geschwindigkeit (13) und/oder mindestens einer anderen Zustandsgröße (14) des Fahrzeugs (50) und/oder mindestens einer Zustandsgröße (15) des Umfelds festgelegt wird. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines Überprüfungsergebnisses (20) entschieden wird, ob die Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) ausgeführt oder verworfen wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwerfen der Plantrajektorie (10): a) eine neue Plantrajektorie (10) erzeugt wird, oder b) eine Plantrajektorie (11) eines anderen Fahrzeugs (60) zumindest teilweise übernommen und/oder angepasst wird, oder c) ein Notfallmanöver durchgeführt wird. System (100) zum Überprüfen einer Plantrajektorie (10) eines teilautomatisiert oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs (50), umfassend: mehrere Fahrzeuge (50,60), wobei die Fahrzeuge (50,60) jeweils dazu eingerichtet sind, i) eine Plantrajektorie (10) an mindestens ein anderes Fahrzeug (60) im Umfeld des
Fahrzeugs (50) zu übermitteln und ein Überprüfungsergebnis (20) für die übermittelte Plantrajektorie (10) von dem mindestens einen anderen Fahrzeug (60) zu empfangen; ferner von anderen Fahrzeugen (60) Plantrajektorien (11) zu empfangen, eine von einem anderen Fahrzeug (60) empfangene Plantrajektorie (10) anhand einer eigenen Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) zu überprüfen, und ein Überprüfungsergebnis (20) an das jeweils andere Fahrzeug (60) zu übermitteln, und/oder ii) eine Plantrajektorie (11) und eine aktuelle Position (12) mindestens eines anderen Fahrzeugs (50) im Umfeld des Fahrzeugs (50) abzufragen und die Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) im Fahrzeug (50) anhand der abgefragten Plantrajektorie (11) des mindestens einen anderen Fahrzeugs (60) zu überprüfen. Fahrzeug (50,60) für ein System (100) nach Anspruch 9, wobei das Fahrzeug (50,60) dazu eingerichtet ist, i) eine Plantrajektorie (10) an mindestens ein anderes Fahrzeug (50) im Umfeld des Fahrzeugs (50) zu übermitteln und ein Überprüfungsergebnis (20) für die übermittelte Plantrajektorie (10) von dem mindestens einen anderen Fahrzeug (60) zu empfangen; ferner von anderen Fahrzeugen (60) Plantrajektorien (11) zu empfangen, eine von einem anderen Fahrzeug (60) empfangene Plantrajektorie (11) anhand einer eigenen Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) zu überprüfen, und ein Überprüfungsergebnis (20) an das jeweils andere Fahrzeug (60) zu übermitteln, und/oder ii) eine Plantrajektorie (11) und eine aktuelle Position (12) mindestens eines anderen Fahrzeugs (60) im Umfeld des Fahrzeugs (50) abzufragen und die Plantrajektorie (10) des Fahrzeugs (50) im Fahrzeug (50) anhand der abgefragten Plantrajektorie (11) des mindestens einen anderen Fahrzeugs (60) zu überprüfen.
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